TEKNIK, 45 (1), 2024, 41-50
doi: 10.14710/teknik.v45i1.59405               Copyright © 2024, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919

## Kajian Evaluasi Keamanan Bendungan Rukoh Terhadap Overtopping Berdasarkan Penelusuran Banjir di Waduk
Yan Ahmad Christy Pambudi * , Ignatius Sriyana
Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Jl. Prof. Soedarto, SH, Kampus UNDIP Tembalang, Semarang, Indonesia, 50275

## Abstrak
Bendungan  Rukoh  merupakan  bendungan  urukan  tipe  zonal  inti  kedap  air  yang  mempunyai  kelemahan rentan terjadi kegagalan bendungan akibat overtopping limpasan debit banjir. Kondisi terkini berdasarkan Dokumen  Kajian  Risiko  Bencana  Kabupaten  Pidie  2014-2018  menerangkan  bahwa  tingkat  frekuensi kecenderungan  risiko  banjir  mengalami  kenaikan  dari  tahun  ke  tahun  yang  disebabkan  hujan  lebat. Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menganalisis  pembaharuan  debit  banjir  menggunakan  pemodelan  HEC- HMS  dan  melakukan  evaluasi  keamanan  bendungan  terhadap  overtopping  melalui  penelusuran  banjir. Penelusuran banjir menggunakan metode level pool routing pada  kondisi debit banjir Bendungan Rukoh tanpa suplesi debit dan kondisi dengan suplesi debit Bangunan Pengarah Rukoh. Pemutakhiran debit banjir menunjukkan adanya rerata kenaikan nilai debit banjir tiap kala ulang sebesar 14,87% dibandingkan studi perencanaan. Penelusuran banjir debit banjir 1000 tahun memberikan hasil elevasi muka air maksimum +122,77  (tanpa  suplesi)  dan  +123,27  (suplesi),  sedangkan  hasil  untuk  debit  banjir  PMF  (Probable Maximum Flood) pada elevasi +124,08 (tanpa suplesi) dan +124,52 (suplesi). Berdasarkan elevasi puncak bendungan +127,00 dan penelusuran banjir disimpulkan Bendungan Rukoh aman terhadap overtopping.
Kata kunci : debit banjir; HEC-HMS; overtopping; penelusuran banjir

## Abstract
[Title:  Safety  Evaluation  Study  of  Rukoh  Dam  Against  Overtopping  Based  on  Flood  Routing  in  the Reservoir] Rukoh Dam is an impermeable core fill type dam which has the weakness of being vulnerable to dam failure due to overtopping of flood discharge runoff. Current conditions based on the 2014-2018 Pidie District  Disaster  Risk  Assessment  Document  explain  that  the  frequency  level  of  flood  risk  trends  has increased from year to year due to heavy rains. This study aims to analyze the updating of flood discharge using HEC-HMS modeling and evaluate the safety of the dam against overtopping through flood routing. Flood  routing  uses  the  level  pool  routing  method  under  flood  discharge  conditions  of  the  Rukoh  Dam without additional discharge and the condition with the Rukoh Control Building additional discharge. The flood discharge update showed an average increase in flood discharge value per return period of 14.87% compared to the planning study. Flood routing of the 1000-year flood discharge results in maximum water level  elevation  of  +122.77  (without  additional)  and  +123.27  (additional),  while  the  result  for  PMF (Probable  Maximum  Flood)  flood  discharge  at  elevation  +124.08  (without  additional)  and  +124.52 (additional). Based on the dam crest elevation of +127.00 and flood  routing, it is concluded that Rukoh Dam is safe against overtopping.
Keywords : flood discharge; HEC-HMS; overtopping; flood routing

## 1. Pendahuluan
Pembangunan  bendungan  mempunyai  tujuan untuk  memberikan  banyak  manfaat  kepada  masyarakat
luas, disisi lain bendungan juga memiliki potensi bahaya yang  tinggi  jika  terjadi  bencana  keruntuhan  bendungan. Bendungan  Rukoh  merupakan  suatu  bendungan  urukan tipe zonal inti tanah kedap air dan mempunyai kapasitas tampungan total yaitu 128,65 juta m 3 . Studi perencanaan Bendungan  Rukoh  memakai  data  hujan  terakhir  tahun 2002  dan  karakteristik  fisik  Daerah  Tangkapan  Air
------------------------------------------------------------------
*) Penulis Korespondensi.
E-mail: yanpambudi@gmail.com

## TEKNIK, 44 (3), 2023, 42
doi: 10.14710/teknik.v45i1.59405               Copyright © 2024, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919
(DTA)  berdasarkan  kondisi  topografi  pada  tahun  2005. Bendungan urukan  mempunyai kelemahan  yaitu kurang mampu menahan limpasan air yang meluap diatas puncak bendungan  ( overtopping ),  menyebabkan  longsoran  di lereng  sisi  hilir,  selanjutnya  mengakibatkan  keruntuhan bendungan (Sosrodarsono & Takeda, 1977).
Salah  satu  potensi  bahaya  yang  menyebabkan keruntuhan  suatu  bendungan  akibat  kegagalan  hidraulis adalah  peristiwa overtopping ,  yang  merupakan  bagian dari Pilar  Kesatu  Konsepsi  Keamanan  Bendungan  yaitu keamanan  struktur.  Potensi  bahaya overtopping dapat diantisipasi  dengan  cara  mengetahui  besarnya  kapasitas pelimpah berdasarkan elevasi muka air maksimum banjir melalui  penelusuran  banjir  di  waduk.  Pelimpah bendungan  berfungsi  untuk  melepaskan  debit  air  yang berlebihan  sesuai  dengan  kapasitas  maksimal  pelimpah, didesain  menggunakan  debit  banjir  rancangan  dan dikontrol dengan debit banjir PMF (Masrevaniah, 2012). Tipe  dan  karakteristik  dari  pelimpah  mempengaruhi perilaku aliran air yang melalui pelimpah tersebut (Saleh et al., 2019).
Peristiwa overtopping pada temporary cofferdam Bendungan  Rukoh  terjadi  sebanyak  dua  kali  pada  15 Desember  2022  dan  21  Januari  2023  berdasarkan  data dari  Balai  Wilayah  Sungai  (BWS)  Sumatera  1  yang mengakibatkan  tergenangnya  area  pekerjaan  bendungan serta  terhambatnya  progres  pekerjaan.  Data  dari  Badan Penanggulangan  Bencana  Daerah  (BPBD)  Kabupaten Pidie  melaporkan  hujan  kategori  sangat  lebat  (>100 mm/hari)  menyebabkan  debit  beberapa  sungai  meluap pada 21 Januari 2023, salah satunya yaitu Sungai Rukoh yang  menyebabkan  area  permukiman  dan  persawahan terendam  dengan  variasi  ketinggian  muka  air  berkisar antara 30 cm sampai dengan  70 cm. Kejadian banjir ini bertentangan  dengan  data  rerata  debit  andalan  Sungai Rukoh,  yaitu  berdasarkan  laporan  sertifikasi  desain Bendungan  Rukoh  debit  andalan  cenderung  kecil,  debit terbesar senilai 1,77 m 3 /det pada keandalan 80%.
Pemutakhiran debit banjir pada DTA  Bendungan Rukoh  dilakukan  dengan  bantuan  program  HEC-HMS ( Hydrologic  Engineering  Center-Hydrologic  Modelling System )  yaitu  metode Soil Conservation Service - Curve Number (SCS-CN). Program  HEC-HMS dikembangkan U.S.  Army  Corps  of  Engineers  Hydrologic  Engineering Center (HEC),  bersifat open  source untuk  melakukan analisis alih ragam hujan menjadi debit aliran. Model alih ragam hujan-debit aliran yang sering digunakan di daerah Indonesia serta memberikan hasil pemodelan yang cukup memuaskan  yaitu  program  aplikasi  HEC-HMS  (Suripin &  Kurniani,  2016).  Parameter  masukan  dari  pemodelan debit banjir program HEC-HMS berupa data hujan, peta topografi, tutupan lahan, dan jenis tanah (Novrizal et al., 2023).
Kajian  studi  ini  bertujuan  untuk  memaparkan pembaharuan  debit  banjir  rancangan  DTA  Bendungan
Rukoh  menggunakan  pemodelan  program  HEC-HMS dan  melakukan  evaluasi  keamanan  Bendungan  Rukoh terhadap overtopping melalui  penelusuran  banjir  di waduk  metode level  pool  routing .  Kajian  studi  juga menelaah perbandingan hasil debit banjir rancangan dan elevasi muka air maksimum pada studi perencanaan.

## 2. Bahan dan Metode
Data  curah  hujan  berasal  dari  3  stasiun  hujan  di sekitar DTA Bendungan Rukoh periode pencatatan tahun 2013-2022  yang  diperoleh  dari  Balai  Wilayah  Sungai (BWS) Sumatera 1. Peta topografi berbasis DEM ( Digital Elevation  Model ),  jenis  tanah  serta  peta  tutupan  lahan diperoleh  dari  Badan  Informasi  Geospasial  (BIG)  dan Badan  Perencanaan  Pembangunan  Daerah  (Bappeda) Provinsi Aceh kondisi tahun 2019. Data debit observasi didapatkan  dari  pengamatan  visual  dan  penelusuran banjir pada terowongan pengelak saat terjadi overtopping temporary cofferdam .  Data-data  teknis  seperti  dimensi pelimpah,  kurva  hubungan  elevasi-tampungan  waduk, serta elevasi puncak bendungan untuk penelusuran banjir dan evaluasi keamanan bendungan diperoleh dari laporan sertifikasi desain Bendungan Rukoh BWS Sumatera 1.

## 2.1 Uji Statistik Data Hujan
Persyaratan  utama  yang  harus  dipenuhi  dalam analisis  hidrologi  yaitu  menyangkut  ketersediaan  dan kualitas  data  curah  hujan.  Data  curah  hujan  merupakan sebuah  peristiwa  siklus  hidrologi  yang  nilainya  selalu berubah  sesuai  waktu,  dipengaruhi  waktu  pengukuran sampel dan hanya dapat diukur sekali (Soewarno, 1995). Kelompok  data  curah  hujan  sebelum  digunakan  dalam analisis  hidrologi  perlu  dilakukan  pengujian  statistik. Syarat  kelompok  data  curah  hujan  lolos  pengujian  serta dapat  digunakan  untuk  analisis  hidrologi  yaitu  minimal memenuhi tiga kriteria pengujian, uji konsistensi data, uji ketiadaan trend ,  dan  uji outlier sesuai  SNI  2415:2016. Pengujian data curah hujan yang digunakan pada kajian studi  yaitu  uji  konsistensi  metode Rescaled  Adjusted Partial  Sums (RAPS),  uji  ketiadaan trend metode Spearman, dan uji outlier metode Grubbs dan Beck.
2.2 Curah Hujan Rerata Daerah
Stasiun hujan hanya memberikan data kedalaman curah  hujan  di  titik  dimana  stasiun  tersebut  berada, sehingga  besarnya  curah  hujan  pada  suatu  DTA  harus diperkirakan  berdasarkan  titik  pengukuran  tersebut (Triatmodjo,  2008).  Apabila  pada  suatu  DTA  terdapat lebih  dari  satu  stasiun  hujan  yang  ditempatkan  secara tersebar,  curah  hujan  yang  tercatat  dapat  mencatat  nilai yang  tidak  sama.  Metode  Thiessen  digunakan  untuk menentukan  nilai  curah  hujan  rerata  daerah  yang didasarkan pada rerata timbang pada setiap stasiun hujan, dengan asumsi dipengaruhi oleh besaran luasan tertentu. Penggambaran  metode  Thiessen  dan  luas  pengaruh stasiun hujan U Gadeng, Blang Malo dan Keumala pada DTA Bendungan Rukoh ditunjukkan pada Gambar 1.
Persamaan 1 digunakan untuk analisis curah hujan rerata  daerah  metode  Thiessen  yaitu  menggunakan Persamaan 1 (Triatmodjo, 2008).
R = A1 . R1+A2 . R2+ A3 . R3 + … + An . Rn A1 + A2 + A3 + … + An
(1)
dimana  A 1 ,  A 2 ,  A n merupakan  luas  pengaruh  setiap  pos hujan (km 2 ); R 1 , R 2 , R n merupakan curah hujan setiap pos hujan (mm); dan R merupakan curah hujan rerata daerah (mm).
2.3 Distribusi Curah Hujan Rancangan
Curah hujan rancangan dengan kala ulang tertentu pada  suatu  wilayah  DTA  dapat  diketahui  dengan menggunakan metode analisa frekuensi distribusi hujan. Distribusi  hujan  yang  digunakan  pada  kajian  studi  ini yaitu  metode  Log  Pearson  Tipe  III.  Persamaan  metode Log  Pearson  III  dapat  dilihat  pada  Persamaan  2 (Triatmodjo, 2008), yaitu:
Log R =Log R rerata + K. Sd (2)
dimana  Log  R rerata merupakan  log  curah  hujan  rerata (mm); K merupakan  faktor  frekuensi  Log  Pearson  III (berdasarkan  nilai  Cs  dan  kala  ulang);  Sd  merupakan standar  deviasi;  dan  Log  R  merupakan  log  curah  hujan
rancangan,  cari  anti  log  untuk  mendapatkan  nilai  hujan rancangan (mm).
Untuk  keperluan  desain  bendungan  disarankan dilakukan perhitungan Probable Maximum Precipitation (PMP) secara statistik menggunakan metode Hershfield. Nilai  PMP  digunakan  sebagai input dalam  analisis Probable Maximum Flood (PMF).  Metode  Hershfield digunakan  pada  kondisi  kecukupan  data  curah  hujan kurang  atau  membutuhkan  analisis  hujan  rancangan secara  cepat  dan  cocok  untuk  luas  DTA  <  1.000  km 2 sesuai  SNI  7746:2012.  Metode  Hershfield  menghitung nilai PMP stasiun hujan yang digunakan, kemudian dicari rerata  PMP  sesuai  metode  curah  hujan  rerata  daerah, selanjutnya  dikalikan  dengan  koefisien  reduksi  luas sehingga  menjadi  nilai  PMP  wilayah  DTA.  Persamaan yang dipakai untuk analisis nilai PMP metode Hershfield disajikan pada Persamaan 3.
Xm = Xp + Km. Sp (3)
dimana Xp merupakan nilai rerata curah hujan maksimum setelah dikali koefisien penyesuaian (mm); Km merupakan faktor koefisien metode Hershfield; Sp merupakan standar deviasi  data  curah  hujan  maksimum  setelah  dikali  nilai koefisien  penyesuaian;  dan  Xm  merupakan  nilai  hujan maksimum boleh jadi (HMBJ/PMP) (mm).
Gambar 1 . Peta Poligon Thiessen DTA Bendungan Rukoh

## 2.4 Uji Kesesuaian Distribusi Hujan
Uji kesesuaian distribusi hujan memberikan suatu penilaian  terhadap  distribusi  probabilitas  hujan  yang dipilih  dengan  kesimpulan  berupa  pernyataan  yang menentukan metode distribusi hujan dapat diterima atau ditolak secara statistik (Soewarno, 1995). Uji Chi Kuadrat merupakan suatu uji simpangan distribusi peluang secara vertikal  dari  data  hujan.  Apabila  X 2 hitung  <  Xcr 2 tabel Chi  Kuadrat,  maka  distribusi  hujan  dapat  diterima.  Uji Smirnov  Kolmogorof  digunakan  untuk  mengetahui besarnya  nilai  simpangan  horisontal,  apabila  Δmaks  < Δcr  tabel  Smirnov  Kolmogorof,  disimpulkan  distribusi hujan yang digunakan dapat diterima.
2.5 Intensitas Hujan
Intensitas hujan berperan dalam menentukan nilai dari  debit  banjir  rancangan  yang  lebih  mendekati kenyataan,  maka  perlu  dilakukan  langkah  mengubah hujan  rancangan  menjadi  distribusi  curah  hujan  jam- jaman (Sosrodarsono & Takeda, 1976). Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan di beberapa wilayah Indonesia, curah  hujan  terpusat  berkisar  antara  5-6  jam,  sehingga diambil kesimpulan bahwa hujan dengan durasi waktu 6 jam  dianggap  mewakili  hujan  maksimum  yang  terjadi selama  24  jam.  Tabel  1  menunjukkan  nilai  intensitas hujan jam-jaman metode PSA-007.

## 2.6 Pemodelan Debit Banjir HEC-HMS
Analisis debit banjir rancangan pada  kajian studi ini menggunakan bantuan program HEC-HMS. Program Hydrologic  Engineering  Center-Hydrologic  Modelling System (HEC-HMS)  adalah  model  program  numerik komputer  yang  didalamnya  terdapat  berbagai  jenis metode  untuk  mensimulasikan  komponen  sungai,  DTA, perilaku bangunan air, sehingga didapatkan prediksi alih ragam  hujan-aliran  dengan  durasi  waktu  tertentu  serta dapat digunakan untuk analisis penelusuran banjir, desain ( US Army Hydrologic Engineering Center , 2000). Model HEC-HMS  disajikan  dalam  bentuk  tabel  dan  grafik sehingga memudahkan pengguna.
Program HEC-HMS ini mudah untuk disesuaikan terhadap  kondisi  aktual  dan  terdapat  berbagai  pilihan simulasi  untuk  model  analisis  hidrologi,  sehingga  dapat membantu  dalam  proses  analisis  debit  banjir  rancangan (Scharffenberg  et  al.,  2010).  Pemodelan  HEC-HMS memerlukan input data  sesuai  kondisi  aktual  lapangan antara lain data curah hujan, data teknis bendungan, data karakteristik DTA ( Curve Number , impervious dan initial abstraction )  sehingga  dapat  diperoleh  model  program HEC-HMS  yang  tepat  (Limbong  &  Wulandari,  2022). Langkah  analisis  pemodelan  debit  banjir  rancangan dengan program HEC-HMS ditunjukkan pada Gambar 2.
Parameter  masukan  yang  dibutuhkan  pemodelan program  HEC-HMS  sesuai  dengan  karakteristik  fisik DTA yaitu luas DTA, initial abstraction , Curve Number (CN) , impervious , lag time , baseflow , recession constant dan ratio to peak . Model HEC-HMS untuk loss method menggunakan metode SCS Curve Number .
Tabel  1 .  Distribusi  hujan  durasi  6  jam  bentuk  Genta Metode PSA-007 (%)
Durasi hujan (jam) Kala ulang (tahun) 2 10 25 100 1000 PMP 1 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 2 10,9  12,0  13,0  13,3 14,3 16,0 3 71,2  68,0  67,0  64,0 61,0 56,0 4 5,9 8,0 8,0 10,7 12,7 16,0 5 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 6 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 Gambar 2 . Tahapan pemodelan debit banjir program

## HEC-HMS
Tabel 2 . Nilai CN dan Impervious berdasarkan tutupan lahan (Ramadan et al., 2018)
Tutupan Lahan Impervious (%) Curve Number (CN) A B C D Air Tawar 100 100 100 100 100 Hutan 0 57 73 82 86 Kebun 5 57 73 82 86 Padang Rumput 5 72 82 87 89 Permukiman 15 61 75 83 87 Rawa 100 100 100 100 100 Sawah 5 62 71 78 81 Sawah Tadah Hujan 5 72 81 88 91 Semak Belukar 5 48 67 77 83
Berdasarkan parameter nilai CN, data kemiringan sungai  dan  panjang  sungai  didapatkan  besarnya  nilai waktu konsentrasi seperti ditunjukkan pada Persamaan 4 serta lag  time disajikan  pada  Persamaan  5  (Triatmodjo, 2008).
T c = L0,8 (( 100 CN-10 ) +10 ) 0,7
1900 x y0,5 (4) Tp = 0,6 x Tc (5)
dimana L merupakan panjang sungai ( feet ); y merupakan rata-rata  kemiringan  sungai  (%);  Tc  merupakan  waktu konsentrasi (jam); dan Tp  merupakan lag time (jam).
Berdasarkan  luas  tutupan  lahan  dan  jenis  tanah pada DTA Bendungan Rukoh akan didapatkan nilai CN rerata dan nilai impervious yang mengacu pada Tabel 2. Sebelum  melakukan  simulasi  pemodelan  debit  banjir rancangan program HEC-HMS, sebaiknya diperiksa dulu kelengkapan dan keakuratan data sesuai kondisi lapangan maupun  studi  terdahulu  di  lokasi  yang  sama.  Tingkat ketelitian hasil pemodelan debit banjir dipengaruhi nilai masukan  parameter  model  HEC-HMS,  sehingga  akan meminimalisir trial and error (Rachmayanti et al., 2022) Kode  jenis  tanah  pada  suatu  DTA  dapat  dibagi menjadi kode A untuk tanah andosol, kode C untuk tanah alluvial  dan  inceptisol  serta  kode  D  untuk  tanah  ultisol serta  entisol  termasuk  tanah  litosol,  regosol,  organosol, podzolik, grumosol, latosol (Triatmodjo, 2008). 2.7 Kalibrasi Debit Banjir
Pemeriksaaan tingkat keakuratan pemodelan debit HEC-HMS menggunakan parameter statistik pada Tabel 3.  Nilai Nash-Sutcliffe  Efficiency (NSE)  dan  koefisien determinasi  (R 2 )  apabila  mendekati  nilai  1  diartikan pemodelan  semakin  bagus.  Nilai Root Mean Square Error (RMSE) apabila mendekati nilai 0 diartikan bahwa pemodelan  memiliki  akurasi  yang  tinggi.  Nilai  negatif indeks  PBias  menggambarkan  bias  model  HEC-HMS overestimate dan nilai positif menggambarkan bias model HEC-HMS underestimate (Moriasi et al., 2015).
Gambar  3  menunjukkan  proses  kalibrasi  model yaitu  proses  untuk  mencari  nilai  optimal  dari  parameter masukan  awal  yang  dimasukkan  dalam  pemodelan. Pemodelan  HEC-HMS  memerlukan  penyesuaian input parameter  DTA  yang  karakteristiknya  sangat  bervariasi
untuk  mendapatkan  debit  banjir  dan  penelusuran  banjir model  yang  lebih  akurat  (Budiyanto,  2018).  Pemodelan HEC-HMS  membutuhkan  penyesuaian  nilai  beberapa parameter  masukan  seperti Curve  Number , impervious dan  nilai initial abstraction untuk  memperoleh  hasil pemodelan program HEC-HMS yang mendekati kondisi observasi/pengamatan di lapangan (Pariartha et al., 2021) Proses  mencari  nilai  optimal  parameter  masukan  suatu pemodelan  berguna  untuk  meningkatkan  keterpaduan antara respon hidrologi DTA hasil simulasi dengan hasil pengamatan di lapangan (Mardhotillah et al., 2014).
Pemodelan debit banjir program HEC-HMS hasil optimasi  mempunyai  tingkat  kecocokan  yang  baik dibandingkan dengan debit observasi di sungai (Wiliya & Lasminto, 2022). Hasil pemodelan debit banjir rancangan program  HEC-HMS  setelah  dilakukan  proses  kalibrasi memiliki hasil yang nilainya mendekati debit pencatatan AWLR dan analisis debit banjir metode Hidrograf Satuan Sintetis (Rasyid et al., 2023).

## 2.8 Penelusuran Banjir di Waduk
Penelusuran  banjir  di  waduk  bermanfaat  untuk mengetahui  nilai  debit outflow maksimum  dan  elevasi muka  air  maksimum  akibat  debit  banjir.  Penelusuran banjir  di  waduk  menghasilkan  data  yang  lebih  akurat karena  tampungan  waduk  merupakan  fungsi  langsung dari debit yang keluar waduk, dan dapat digunakan untuk mengontrol keamanan bendungan terhadap overtopping .
Penelusuran  banjir  menggunakan  metode level  pool routing ,  yaitu  prosedur  untuk  menghitung  nilai  debit outflow waduk dengan permukaan air  secara  horisontal, debit inflow serta karakteristik tampungan waduk sebagai parameter  masukan.  Metode  ini  bermanfaat  untuk mengetahui  tingkat  efektifitas  waduk  dan  kapasitas waduk  untuk  menampung  total  debit  yang  masuk  ke waduk (Amalia & Wesli, 2021).
Tabel  3 .  Kriteria  kehandalan  model  berdasarkan parameter statistik (Moriasi et al., 2015)
Tingkat Kehandalan Model Parameter Statistik Nilai NSE Nilai PBias Nilai R 2 Sangat Bagus > 0,8 < 5% > 0,85 Bagus 0,7-0,8 5%-10% 0,75-0,85 Cukup Bagus 0,5-0,7 10%-15% 0,6-0,75 Buruk < 0,5 > 15% < 0,6
Gambar  3 .  Bagan  alir  proses  kalibrasi  model  HEC- HMS  ( US  Army  Hydrologic  Engineering  Center ,
2000)
Prosedur proses penelusuran banjir menggunakan persamaan  kontinuitas  massa  aliran  sederhana  seperti disajikan pada Persamaan 6.
I - O = ∆S ∆t (6)
dimana I merupakan debit inflow (m 3 /det); O merupakan debit outflow (m 3 /det);  ΔS  merupakan  nilai  perubahan tampungan  (m 3 );  dan  Δt  merupakan  perubahan  interval waktu  (det).  Persamaan  6  apabila  dinyatakan  dalam interval  waktu  maka  berubah  sesuai  ditunjukkan  pada Persamaan 7.
S t+1 -S t = ( It+ It+1 ) Δt 2 - ( Ot+ Ot+1 ) Δt 2 (7)
dimana  I t merupakan inflow hidrograf  pada  permulaan waktu Δt; I t+1 merupakan inflow pada akhir waktu Δt; O t merupakan outflow hidrograf pada permulaan waktu Δt; S t merupakan tampungan pada permulaan waktu Δt; dan S t+1 merupakan tampungan pada akhir waktu Δt.

## 3. Hasil dan Pembahasan
3.1 Uji Statistik Data Hujan
Berdasarkan hasil pengujian statistik kelompok data curah  hujan  di  3  stasiun  hujan  DTA  Bendungan  Rukoh menyatakan bahwa data curah hujan konsisten, tidak ada outlier dan  tidak  mempunyai trend .  Data  curah  hujan dapat digunakan untuk analisis hidrologi selanjutnya.

## 3.2 Curah Hujan Rerata Daerah
Hasil  analisis  curah  hujan  rerata  daerah  metode Thiessen pada DTA Bendungan Rukoh ditunjukkan pada Tabel 4. Koefisien luas pengaruh metode Thiessen yang digunakan analisis curah hujan rerata daerah yaitu stasiun hujan Blang Malo 3%, U Gadeng 52%, Keumala 45%.

## 3.3 Curah Hujan Rancangan
Analisis  frekuensi  merupakan  metode  analitis untuk memperkirakan nilai curah hujan rancangan. Hasil curah  hujan  rancangan  metode  distribusi  hujan  Log Pearson  III  berbagai  kala  ulang  (Tr)  ditunjukkan  pada Tabel  5.  Berdasarkan  peta  isohyet  nilai  PMP  Sumatera sumber dari Kementerian Pekerjaan Umum tahun 2012, nilai  PMP  pada  lokasi  Bendungan  Rukoh  sebesar  600 mm/hari. Nilai PMP  metode  Hershfield lebih besar dari PMP peta (681,4 > 600,0), maka untuk analisis hidrologi selanjutnya  digunakan  nilai  PMP  tertinggi  yaitu  681,4 mm/hari. Nilai curah  hujan rancangan DTA  Bendungan Rukoh akan digunakan sebagai input analisis debit banjir rancangan menggunakan bantuan pemodelan HEC-HMS.
3.4 Uji Distribusi Hujan
Uji  kesesuaian  distribusi  hujan  memeriksa  nilai simpangan  maksimum dari  distribusi  hujan  metode Log Pearson III dengan kesimpulan sebagai berikut:
1. Uji Chi Kuadrat
X 2 hitung  (3,00)  <  Xcr 2 tabel  (9,21)  maka  distribusi hujan diterima.
2. Uji Smirnov Kolmogorof
Δmax (0,103) < Δcr tabel (0,49), maka distribusi hujan diterima.
3.5 Intensitas Hujan
Intensitas hujan berperan dalam menentukan nilai debit  banjir  yang  mendekati  kenyataan,  oleh  karena  itu perlu  dilakukan  perubahan  nilai  curah  hujan  rancangan menjadi distribusi hujan jam-jaman. Koefisien pengaliran (C)  ditetapkan  berdasarkan  topografi  DTA  Bendungan Rukoh,  yaitu  pegunungan  berupa  hutan/semak  belukar, diambil  nilai  C  sebesar  0,70  (Sosrodarsono  &  Takeda, 1976).  Intensitas  hujan  jam-jaman  metode  PSA  007 sudah disesuaikan dengan durasi hujan yang dibutuhkan. Persentase intensitas hujan jam-jam dengan durasi 6 jam berdasarkan metode PSA-007 ditunjukkan pada Tabel 6.
Tabel 4 . Curah  hujan rerata  daerah  metode Thiessen DTA Bendungan Rukoh No. Tahun Curah Hujan (mm) 1 2013 130,9 2 2014 92,7 3 2015 111,9 4 2016 89,4 5 2017 86,2 6 2018 99,2 7 2019 105,6 8 2020 146,7 9 2021 152,5 10 2022 94,7
Tabel 5 . Rekapitulasi curah hujan rancangan DTA Bendungan Rukoh No. Tr (tahun) Hujan Rancangan (mm) 1 2 106,8 2 10 143,4 3 25 163,4 4 100 194,9 5 1000 253,6 6 PMP 681,4
Tabel 6 . Intensitas hujan jam-jaman durasi 6 jam DTA
Bendungan Rukoh Jam ke t Kala ulang (tahun) 2 10 25 100 1000 PMP 1 3,0 4,0 4,6 5,5 7,1 19,1 2 8,2 12,0 14,9 18,2 25,4 76,3 3 53,2 68,2 76,6 87,3 108,3 267,1 4 4,4 8,0 9,1 14,6 22,5 76,3 5 3,0 4,0 4,6 5,5 7,1 19,1 6 3,0 4,0 4,6 5,5 7,1 19,1 R (mm) 106,8 143,4 163,4 194,9 253,6 681,4 C 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 R netto (mm) 74,7 100,4 114,4 136,4 177,5 477,0

## 3.6 Debit Banjir Rancangan
Basin  model DTA  Bendungan  Rukoh  dianggap sebagai satu subbasin karena luas DTA yang tidak terlalu besar (19,63 km 2 ). Bendungan Rukoh sebagai tampungan di hilir subbasin seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Jenis tanah DTA Bendungan Rukoh tersusun atas tanah ultisol, tanah  entisol-inceptisol  dan  tanah  inceptisol  dengan tutupan  lahan  semak  belukar  18,33  km 2 ,  hutan  lahan sekunder  0,94  km 2 ,  perkebunan  0,42  km 2 ,  dan  wilayah permukiman  0,001  km 2 .  Gambar  5  dan  Gambar  6 menyajikan  peta  tutupan  lahan  serta  peta  jenis  tanah. Berdasarkan kondisi jenis tanah serta peta tutupan lahan didapatkan  nilai  CN  rerata  82,865  dan impervious 4,762%. Transform method menggunakan  SCS Unit Hydrograph dengan  memasukan  nilai lag  time sebesar 113,645 menit. Nilai baseflow sebesar 1,202 m 3 /det. Time series data diisi dengan intensitas hujan jam- jaman  metode  PSA-007  durasi  6 jam  sesuai  kala  ulang. Control specifications berfungsi  untuk  kontrol  waktu, dengan  rentang  waktu  30  menit  dengan  tujuan meningkatkan  ketelitian  pemodelan.  Debit  banjir pemodelan  HEC-HMS  berbagai  kala  ulang  ditunjukkan pada Tabel 7. Menu results pada program aplikasi HEC- HMS  menyajikan  grafik,  tabel  dan  informasi  lainnya terkait hasil simulasi debit banjir rancangan.

## 3.7 Kalibrasi Debit Banjir
Parameter  masukan  program  HEC-HMS  hasil kalibrasi disesuaikan sampai nilai debit banjir pemodelan mendekati  nilai  debit  banjir  observasi  pada  kejadian banjir  terowongan  pengelak  dan overtopping  temporary cofferdam tanggal  15  Desember  2022  dan  tanggal  21 Januari  2023.  Nilai  parameter input HEC-HMS  setelah kalibrasi dipakai sebagai acuan perhitungan debit banjir rancangan  DTA  Bendungan  Rukoh  yang  nantinya  akan digunakan  sebagai  dasar  analisis  penelusuran  banjir  di waduk.
Tabel  8  menampilkan  nilai  parameter  stastitik pemodelan debit banjir HEC-HMS hasil  kalibrasi. Nilai NSE termasuk kategori Sangat Bagus (0,948 dan 0,945), nilai PBias (-7,44% dan -7,94) termasuk kategori Bagus dan nilai R 2 (0,952 dan 0,951) termasuk kategori Sangat Bagus. Parameter input HEC-HMS disesuaikan agar hasil pemodelan  debit  banjir  mendekati  debit  observasi  yaitu nilai awal initial abstraction sebesar 10,504 mm diubah menjadi  5,252  mm  dan  nilai  awal recession constant sebesar  0,2  diubah  menjadi  0,4.  Gambar  7  menyajikan kalibrasi pemodelan debit banjir program aplikasi HEC- HMS.
Perbandingan  nilai  debit  banjir  DTA  Bendungan Rukoh  hasil  pemodelan  program  aplikasi  HEC-HMS sesudah  kalibrasi  dibandingkan  debit  banjir  studi perencanaan  tahun  2015  dan  laporan  Rencana  Tindak Darurat  (RTD)  Bendungan  Rukoh  tahun  2023  disajikan pada Tabel 9 dan Gambar 8.
Gambar 4 . Skematik pemodelan subbasin pada DTA Bendungan Rukoh program HEC-HMS
Gambar  5 .  Peta tata  guna  lahan  DTA  Bendungan Rukoh
Tabel  7 .  Debit  banjir  rancangan  pemodelan  HEC- HMS tanpa kalibrasi Tr (Tahun) Debit Banjir (m 3 /det) 2 59,09 10 92,638 25 112,273 100 141,856 1000 199,371 PMF 633,408

## 3.8. Penelusuran Banjir di Waduk
Penelusuran  banjir  di  waduk  dilakukan  untuk debit  banjir  1000  tahun  dan  debit  banjir  PMF.  Kondisi pertama  dengan input debit  banjir  DTA  Bendungan
Rukoh,  sedangkan  kondisi  kedua  ditambahkan  suplesi debit  Bangunan  Pengarah  Rukoh  sebesar  12  m 3 /det. Berdasarkan  data  teknis  pada  studi  perencanaan Bendungan  Rukoh,  didapatkan  data  elevasi  pelimpah Bendungan Rukoh berada pada elevasi +122, Muka Air Banjir (MAB) pada elevasi +125,55 dan elevasi puncak bendungan berada pada +127. Hasil penelusuran banjir di waduk  yang  dilakukan  pada  studi  ini  ditunjukkan  pada Gambar 9 dan Gambar 10.

## 3.9 Evaluasi Keamanan Bendungan
Hasil  penelusuran  banjir  di  waduk  digunakan sebagai  acuan  evaluasi  keamanan  Bendungan  Rukoh terhadap bahaya overtopping . Hasil analisis penelusuran banjir  dengan  debit  banjir  pemodelan software HEC- HMS menunjukkan adanya peningkatan elevasi muka air maksimum dan penurunan  nilai keamanan tinggi jagaan dibandingkan dengan hasil penelusuran banjir pada studi perencanaan seperti disajikan pada Tabel 10.
Tabel 9 . Perbandingan debit banjir rancangan
Tr (Tahun) Debit Banjir (m 3 /det) Perencanaan (2015) Laporan RTD (2023) HEC- HMS (2023) 2 50,449 - 66,175 10 87,797 - 99,936 25 109,408 153,893 119,511 100 133,706 171,099 149,021 1000 170,656 195,921 206,284 PMF 622,100 649,525 638,704
Gambar 7 . Kalibrasi debit banjir 21 Januari 2023
Gambar 8 . Perbandingan debit banjir rancangan DTA Bendungan Rukoh
doi: 10.14710/teknik.v45i1.59405               Copyright © 2024, TEKNIK, p-ISSN: 0852-1697, e-ISSN: 240-9919
Gambar 9 . Penelusuran banjir di waduk debit PMF tanpa debit suplesi
Gambar 10 . Penelusuran banjir di waduk debit PMF dengan debit suplesi
Tabel 10 . Rekapitulasi penelusuran banjir dan kondisi bendungan terhadap overtopping Kondisi Tanpa Suplesi Suplesi Tr (Tahun) 1000 PMF 1000 PMF Inflow Maks. (m 3 /det) Perencanaan 157,32 568,57 169,32 580,57 HEC-HMS 206,28 638,70 218,28 650,70 Elv. Muka Air Maks. (m) Perencanaan 122,75 124,00 123,18 124,38 HEC-HMS 122,77 124,08 123,27 124,52 Sisa Tinggi Jagaan (m) Perencanaan 4,25 3,00 3,82 2,62 HEC-HMS 4,23 2,92 3,73 2,48 Kondisi Bendungan Aman Aman Aman Aman

## TEKNIK, 44 (3), 2023, 50

## 4. Kesimpulan
Analisis debit banjir  rancangan DTA Bendungan Rukoh pemodelan HEC-HMS memiliki nilai yang tidak berbeda jauh (wajar) dengan nilai debit banjir pada studi perencanaan.  Namun  ada  rerata  tren  peningkatan  debit dari berbagai kala ulang sebesar 14,87% diakibatkan dari tren  naiknya  rerata  curah  hujan  maksimum  dan  curah hujan tahunan (4 tahun terakhir) dari stasiun hujan yang dipakai  pada  DTA  Bendungan  Rukoh.  Nilai Curve Number (CN)  tidak  jauh  berubah  dibandingkan  dengan studi  perencanaan,  disebabkan  kondisi  tutupan  lahan DTA  Bendungan  Rukoh  masih  bagus,  mayoritas  semak belukar dan hutan. Evaluasi keamanan Bendungan Rukoh berdasarkan  penelusuran  banjir  di  waduk  menunjukkan bendungan  aman  dari  potensi  bahaya overtopping baik dengan debit banjir 1000 tahun maupun debit banjir PMF kondisi  tanpa  debit  suplesi  dan  debit  suplesi,  walaupun ada  kenaikan  elevasi  muka  air  maksimum  dan  debit outflow maksimum.  Untuk  penelitian  selanjutnya,  dapat dilakukan  analisis  debit  banjir  dengan  data  hujan  satelit dan  pemasangan  instrumen  AWLR  ( Automatic Water Level Recorder ) di DTA Bendungan Rukoh.

## Ucapan Terima Kasih
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  Balai Wilayah Sungai (BWS) Sumatera 1 Kementerian PUPR, khususnya  SNVT  Pembangunan  Bendungan  dan  PPK Perencanaan  Bendungan,  kepada  dosen  pembimbing Prof. Dr. Ir. Sriyana, M.S.,  serta kepada rekan Magister Operasi dan Instrumentasi Hidrometeorologi Bendungan Universitas Diponegoro.

## Daftar Pustaka
Amalia,  A.,  &  Wesli,  W.  (2021).  Penelusuran  Banjir Menggunakan  Metode  Level  Pool  Routing  Pada Waduk Kota Lhokseumawe. Teras Jurnal , 5 (1), 1– 11.
Budiyanto, M. A. (2018). Penelusuran Waktu Perjalanan
Banjir  Dari  Hulu  Ke  Hilir  Sungai  Code  Sebagai Pertimbangan  Early  Warning  Sistem. CivETech , 13 (1), 41–52.
Limbong,  B.,  &  Wulandari,  D.  A.  (2022).  Reservoir Routing di Waduk Greneng, Blora Dengan Model HEC-HMS. Siklus: Jurnal Teknik Sipil , 8 (2), 230– 247.
Mardhotillah,  M.,  Sutikno,  S.,  &  Fauzi,  M.  (2014). Pemodelan  Hujan-Aliran  Daerah  Aliran  Sungai Rokan  Dengan  Menggunakan  Data  Penginderaan Jauh. Teknik Sipil , 1–12.
Masrevaniah,  A.  (2012).  Penelusuran  Banjir  Waduk Dengan  Hydograf  Seri. Jurnal  Teknik  Pengairan: Journal of Water Resources Engineering , (4). Moriasi,  D.  N.,  Gitau,  M.  W.,  Pai,  N.,  &  Daggupati,  P. (2015).  Hydrologic  and  Water  Quality  Models:
Performance  Measures  and  Evaluation  Criteria. Transactions of the ASABE , 58 (6), 1763–1785. Novrizal,  D.,  Hermawan,  F.,  Wibowo,  M.  A.,  & Nasution,  I.  A.  (2023).  Analisis  Inflow  Lokal Waduk  Jatiluhur. Media  Komunikasi  Teknik Sipil , 28 (2), 300–309.
Pariartha, I. P. G. S., Arimbawa, I. K. D., & Yekti, M. I. (2021).  Analisis  Debit  Rencana  Tukad  Unda Bagian  Hilir  Menggunakan  HEC-HMS. Jurnal Teknik Pengairan , 12 (2), 116–126. Rachmayanti,  H.,  Musa,  R.,  &  Mallombasi,  A.  (2022). Studi  Pengaruh  Perubahan  Tata  Guna  Lahan Terhadap  Debit  Banjir  Dengan  Menggunakan Software HEC HMS (Studi Kasus DAS Saddang). Jurnal  Konstruksi:  Teknik,  Infrastruktur  Dan Sains , 1 (1), 1–9.
Ramadan, A. N. A., Adidarma, W. K., Riyanto, B. A., & Windianita, K. (2018). Penentuan Hydrologic Soil Group Untuk Perhitungan Debit Banjir  Di Daerah Aliran Sungai Brantas Hulu. Jurnal Sumber Daya Air , 13 (2), 69–82.
Rasyid,  A.  Z.,  Suharyanto,  S.,  Kodoatie,  R.  J.,  & Satriyawan,  Y.  P.  (2023).  Analisis  Debit  Banjir Rencana  Daerah  Tangkapan  Air  Waduk  Tugu Menggunakan HEC-HMS. Bentang :  Jurnal Teoritis  Dan  Terapan  Bidang  Rekayasa  Sipil , 11 (1), 45–54.
Saleh,  S.  S.,  Musa,  R.,  &  As’ad,  H.  (2019).  Kajian Karakteristik Aliran Terhadap Bangunan Pelimpah Pada Saluran Terbuka. Teknik Hidro , 12 (2), 40–52. Scharffenberg,  W.  A.,  Fleming,  M.,  &  Feldman,  A.  D. (2010).  Hydrologic  Modeling  System  (HEC- HMS): Physically Based Simulation  Components. 2nd  Joint  Federal  Interagency  Conference .  Las Vegas.
Soewarno.  (1995). Hidrologi  Aplikasi  Metode  Statistik untuk Analisa Data Jilid 1 . Bandung: Nova. Sosrodarsono, S., & Takeda, K. (1976). Hidrologi Untuk Pengairan . Jakarta: Pradnya Paramita. Sosrodarsono, S., & Takeda, K. (1977). Bendungan Tipe Urugan . Jakarta: Pradnya Paramita.
Suripin, S., & Kurniani, D. (2016). Pengaruh Perubahan Iklim  terhadap  Hidrograf  Banjir  di  Kanal  Banjir Timur  Kota  Semarang. Media  Komunikasi  Teknik Sipil , 22 (2), 119–128. Triatmodjo,  B.  (2008). Hidrologi  Terapan .  Yogyakarta: Beta Offset.
US  Army  Hydrologic  Engineering  Center.  (2000). Hydrologic Modeling System Technical Reference Manual. Hydrologic  Modeling  System  HEC-HMS Technical Reference Manual , (March), 148. Wiliya, & Lasminto, U. (2022). Pemodelan Hujan-Debit Menggunakan Model HEC-HMS Di DAS Bengawan Solo Hulu. Jurnal Aplikasi Teknik Sipil , 20 (2), 193–198.